Ebenengleichungen umwandeln
Vektorrechnung
Basiswissen
30 Umwandlungen für die insgesamt 6 gängigsten Grundformen der Ebenengleichungen aus der Vektorrechnung: hier steht eine kurze Übersicht. Zu jeder Umformung ist auch kurz mindestens ein Lösungsansatz vorgestellt.
Beispiele
Die folgenden Gleichungen beschreiben alle dieselbe Ebene. Die Ebenbe geht durch den Punkt (4|4|0) auf der xy-Ebene und schneidet die Koordinatenachsen bei (8|0|0), (0|8|0) und (0|0|4). Ein möglicher Normalenvektor ist der Vektor[1|1|2]. Zwei mögliche Richtungsvektoren sind die Vektoren [-1|1|0] und [-1|-1|1].
Die wichtigsten Ausgangs- und Endformen
- a) (4|4|0)+r(-1|1|0)+s(-1|-1|1) Parameterform der Ebene ↗
- c) (X-(4|4|0))·(1|1|2)=0 Punkt-Normalenform der Ebene ↗
- e) 1x+1y+2z=8 Koordinatenform der Ebene ↗
- f) x/8+y/8+z/4=1 Achsenabschnittsform der Ebene ↗
Legende
- · steht für das Skalarprodukt ↗
- [] stehen hier für einen Vektor ↗
- () stehen hier für einen 3D-Punkt ↗
- X = ein Platzhalter für einen Vektor ↗
- x = ein Platzhalter für eine x-Koordinate ↗
- y = ein Platzhalter für eine y-Koordinate ↗
- z = ein Platzhalter für eine z-Koordinate ↗
Ein Punkt als Probe
Die hier behandelte Ebene geht durch den Punkt (4|4|0). Man kann diesen Punkt also in jede der Gleichungsformen einsetzen und dann beide Seiten der Gleichung ausrechnen. Wo die Gleichung einen Vektor (X) zum Einsetzen benötigt, nimmt man den Ortsvektor, der zum betrachteten Punkt führt. Auf beiden Seiten der Gleichung muss dann nach der Berechnung immer auch dasselbe Zahleergebnis herauskommen. Nur dann können die Umwandlungen korrekt sein.
Parameterform ist gegeben
- Siehe auch Parameterform der Ebene ↗
Koordinatenform ist gegeben
- Siehe auch Koordinatenform der Ebene ↗
Punkt-Normalenform ist gegeben
- Siehe auch Punkt-Normalenform der Ebene ↗
Allgemeine Normalenform ist gegeben
- Siehe auch Allgemeine Normalenform der Ebene ↗
Hessesche Normalenform ist gegeben
- Siehe auch Hessesche Normalenform der Ebene ↗
Achsenabschnittsform ist gegeben
- Siehe auch Achsenabschnittsform der Ebene ↗